金刚石串珠锯在花岗石高效回采中的应用研究

金刚石串珠锯是使用柔性刀具加工石材制品的设备．广泛应用于石材回采、荒料整形、板材及各种石材异型制品加工。本文结合金刚石串珠锯在石岛红花岗石高效回采中的应用实验研究,对串珠锯的磨损形式和锯切线速度、串珠绳预紧力等工作参数之间的关系进行了实验研究,探讨了金刚石串珠锯回采花岗石的合理工作参数,以提高金刚石串珠锯的生产效率,降低使用成本．以充分发挥金刚石串珠锯的优势。实践证明,金刚石串珠锯是一种理想的、综合经济指标很高的花岗石回采设备。     

圆刀片刃口磨削表面形貌控制研究

针对圆刀片磨削加工后表面质量不均匀的现象,研究了硬质合金圆刀片刃面磨削加工工艺中砂轮倾角和砂轮粒度对刃面质量影响。通过运动学分析,建立了切削表面纹理与切削工艺参数的数学关联模型,揭示切削参数对切削模式、表面纹理的影响规律。利用光学三维形貌仪测量了不同位置的刃面微结构及面粗糙度,对比了双区域磨削、单区域磨削和砂轮粒度对表面形貌的影响。结果表明,单区域磨削的面粗糙度具有更好一致性,多区域磨削具有更低的面粗糙度,对于精加工选用单区域磨削可有效也提高圆刀片表面质量。     

金刚石铣刀加工花岗石磨损规律的试验研究

本文以金刚石圆柱成形铣刀在SPEED3石材加工中心上加工花岗石台板面边缘曲线为对象进行试验，分析研究刀具宏观几何尺寸参数(直径、质量、圆柱度)的变化量与工件材质及其去除量间的关系，探询刀具磨损规律。通过利用不同构成和工艺参数的刀具加工两种花岗石的对比实验，得出了刀具几何参数与工件材料去除量关系的变化曲线。据此，可分析计算刀具直径的磨损变化规律、预测刀具寿命，并可方便地校正补偿加工中心刀具轴线的运动轨迹。     

可转位刀片周边磨削数控系统关键技术研究

可转位刀片切削效率高并且具有较高的加工精度和良好的互换性,是可转位刀具最重要的组成部分。可转位刀片的磨削加工是生产可转位刀具的核心环节,因此研究可转位刀片周边磨削数控系统,能够提高我国刀具制造装备的技术水平,缓解对国外进口设备的依赖性。分析了可转位刀片周边磨削数控系统的关键技术,并对软、硬件结构进行了设计。实验结果表明:系统能够满足实时性和加工精度要求。     

TiN涂层刀具切削淬硬H13钢切削性能试验研究

为研究TiN涂层刀具切削淬硬H13钢的切削性能,进行了TiN涂层刀具车削加工淬硬H13钢试验。分析了切削用量与切削力、切削温度的关系及涂层刀具磨损机制。研究得出切削速度、切削深度、进给量都对主切削力Fz和切深抗力Fx影响较大,对切削进给抗力Fy影响相对较小;切削速度对切削温度的影响最大;对刀具磨损观察发现刀具的前刀面有明显的月牙洼磨损,刀尖部位出现了微崩刃现象,后刀面出现磨粒磨损。研究结果为生产加工中优化切削用量及提高刀具寿命提供了技术支持和试验依据。     

抛光涂层硬质合金刀片加工钛合金的耐用度分析

目的提高涂层硬质合金刀具加工钛合金的切削性能及加工效率。方法采用化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)对经过磨削加工的YG8硬质合金车削刀片前刀面进行抛光预处理,并使用CVD与PVD涂层工艺制备涂层。运用单因素试验法,对抛光涂层硬质合金刀片进行切削TC4钛合金的刀片耐用度试验,分析钛合金加工过程中刀具种类及切削参数变化对刀片耐用度的影响规律。采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析刀片的磨损机理。结果经过化学机械抛光处理后,硬质合金刀片的平均粗糙度由87 nm降低为19 nm,降低幅度达78.2%。相同切削参数时,抛光CVD硬质合金刀片的耐用度最大程度上比磨削CVD硬质合金刀片提高了75%,抛光PVD硬质合金刀片的耐用度最大程度上比磨削PVD硬质合金刀片提高了8.3%。可见采用化学机械抛光对硬质合金刀片进行加工是提高刀片表面平整度及耐用度的重要途径。结论抛光CVD硬质合金刀片的耐用度优于磨削CVD硬质合金刀片,抛光PVD硬质合金刀片的耐用度优于磨削PVD硬质合金刀片。     

铝合金高速切削刀具磨损研究进展

由于铝合金高速切削过程中切削温度高,导致刀具严重磨损,降低了刀具寿命和零件加工精度,因此准确预测刀具磨损和分析刀具磨损规律至关重要。分别从刀具寿命模型和刀具磨损速率模型概述刀具磨损理论模型研究进展,基于切削用量、刀具性质和冷却方式分析刀具磨损规律。从已有研究来看,在铝合金高速切削过程中刀具磨损随切削速度和进给量增大而增大,切削深度无明显规律;常见刀具磨损有黏结磨损、磨粒磨损和扩散磨损,其中黏结磨损为主要刀具磨损机制。     

基于静电冷却系统的干式镗削加工分析

静电冷却干式切削技术具有资源易取、成本低廉、低能环保等优势,在某些切削领域正逐渐代替切削液的使用。以镗削加工为例,设计搭建出静电冷却干式切削加工实验平台。经过一系列的加工对比实验及DEFORM有限元工艺分析,得到镗削加工过程中切削力、切削温度、刀具磨损等相关数据。结果表明:在镗削过程中与纯干式切削相比采用静电冷却技术可显著降低切削力及切削温度,提高刀具使用寿命,并且基本达到了湿式镗削加工的标准;在镗削加工中采用静电冷却干式切削的新型工艺可以替代切削液的使用而投入到实际加工生产中。     

基于微磨削方法的微织构刀具制备与切削性能研究

目的研究表面微织构对硬质合金刀具切削性能的影响。方法采用微磨削方法在硬质合金刀具前刀面加工出具有不同结构参数的横向、纵向和交叉微织构,通过AL6061切削试验和有限元切削仿真,研究表面微织构对硬质合金刀具的切削温度及刀具磨损的影响。结果采用V形金刚石砂轮微磨削方法能够加工出几何形状规则且表面质量良好的表面微织构。与无织构刀具相比,微织构刀具的切削温度明显降低,高温区域明显减少,其中横向织构刀具降温效果最为显著。微织构刀具的切削温度随沟槽间距的增大而升高,沟槽间距为150μm时,切削温度最低。表面微织构能够有效减轻刀具前刀面的粘结磨损,横向织构刀具减摩抗粘效果最好,且采用较小的沟槽间距更利于减轻刀具的粘结磨损。随着切削速度的增加,表面微织构的抗粘结作用更加明显,当切削速度为150 m/min时,沟槽间距为150μm的横向织构刀具的切屑粘结面积最小。结论在横向、纵向和交叉织构刀具中,沟槽间距为150μm的横向织构刀具切削性能最好,即降温效果、抗粘结性能最为显著。     

石材加工中的磨轮磨削工艺

本文是通过实验的方法研究花岗石磨抛工艺,分析磨轮磨损的原因和影响光泽度的因素,探讨磨轮在花岗石磨削过程中的半径补偿,以指导实际生产,提高生产效率和加工精度。通过实验可以得到以下结论：磨轮的磨损主要取决于石材的硬度和石材去除量,石材硬度愈高,磨轮寿命愈短;去除量愈大,磨轮磨损愈大。树脂型磨轮磨抛花岗石,磨轮半径每米要补偿0．01-0．02mm。光泽度与磨粒的粒度和主轴转速有关,磨粒的粒度越小,转速愈高,光泽度愈高。     

Ground surface integrity of granite by using dry electro-contact discharge dressing of #600 diamond grinding wheel

Dry electro-contact discharge (ECD) dressing of metal-bonded #600 diamond grinding wheel is proposed for grinding of various granites. As compared to mechanical GC dressing, Dry ECD dressing can not only protrude fine diamond grains from wheel metal-bond without any damage, but also eliminate bond-tail behind the protruded grain. The objective is to understand how the synthetic factors including granite structure, grinding parameters and dressing method influence the ground surface integrity of multi-crystal granite such as surface roughness and surface crack appearance in contrast to homogeneous optic glass. First a micron-scale indentation experiment was carried out to display the growth mechanism of micro-cracks on polished surface, then Dry ECD dressing and mechanical GC dressing were carried out in grinding experiment, respectively, finally surface roughness and micro-surface crack were investigated in connection with granite crystal size, work speed and dressing method. It is found that in almost all cases the multi-crystal granite has always worse ground surface than homogeneous optic glass even if grinding parameter is changed. Moreover, the improvement of ground surface for granite is more sensitive to grain protrusion feature than that for optic glass. Although it is very difficult to find out obvious relationship between surface roughness and grinding parameter such as work speed, it has a good correlation with granite structure such as granite crystal size: it decreases with the increase of the granite crystal size. It is concluded that Dry ECD dressing may more greatly improve the ground surface integrity of various granites than mechanical GC dressing.     

20CrMnTi高速外圆磨削试验研究及参数优化

为改善20Cr Mn Ti渗碳合金钢的表面磨削效果,对20Cr Mn Ti合金钢进行了高速外圆磨削试验,分析了磨削工艺参数对表面粗糙度的影响规律。基于高速磨削试验,利用最小二乘多元线性回归方法,推导并求解出了20Cr Mn Ti合金钢的磨削粗糙度预测模型。利用最优化设计方法和MATLAB优化工具箱,以加工效率为目标函数和以粗糙度预测模型为约束条件,针对企业实际的磨削问题优选了工艺参数。优化的工艺参数在保证表面加工质量的基础上可提高加工效率,这为加工企业降低生产成本提供了重要的理论依据和案例参考。     

细粒度钎焊金刚石砂轮磨削花岗石的磨削力特征分析

通过测量磨削力,研究细粒度钎焊金刚石砂轮磨削花岗岩过程磨削力随加工参数的变化特征。结果表明:磨削力是随着砂轮线速度的增大而减小,随着工件进给速度的变大而增大,随着磨削深度的增大而增大。回归分析表明,磨削力受磨削深度的影响程度最大。不同加工条件下,法向磨削力与切向磨削力之间存在良好的线性关系,比值约为7.6。磨削过程中,金刚石与花岗石之间的运动符合Coulomb定律描述的滑动摩擦方式。     

干摩擦条件下钻头胎体与花岗石摩擦特性的试验研究

为了了解热压钻头胎体与花岗石在干摩擦条件下的摩擦特性,分别选取了3组不同硬度的热压钻头胎体试样和3组不同金刚石浓度的孕镶金刚石胎块试样,与同一种花岗石进行了一对一的摩擦磨损试验,得出了不同条件下的摩擦系数与摩擦力矩。分析探讨了胎体试样硬度及金刚石浓度对摩擦系数的影响规律。结果表明:不含金刚石的胎体试样与花岗石之间的干摩擦,随着胎体硬度的增大,摩擦力矩与摩擦系数先增大后减小;添加金刚石的胎体试样较之于纯胎体试样,摩擦力矩与摩擦系数显著减小;含金刚石的胎体,随着金刚石浓度的增大,摩擦力矩与摩擦系数逐渐增大。     

凸轮型面摆动磨削残余应力有限元建模及分析

为分析摆动磨削工艺参数对表面残余应力的影响规律,基于热-力顺序耦合理论,建立基于温度场的凸轮残余应力有限元仿真模型,研究摆动频率、摆动幅度、砂轮线速度、磨削深度、工件转速、砂轮宽度、砂轮直径等工艺参数对凸轮型面残余应力的影响规律。结果表明：残余应力随工件转速、磨削深度、砂轮线速度的增加而增加,随砂轮宽度的增加先增加然后趋于平缓,随砂轮直径的增加而减少,随摆动频率与摆动幅度的增加而缓慢增加。     

磨粒有序多孔立方氮化硼砂轮高效磨削高温合金烧伤研究

针对高温合金高效磨削过程中存在磨削烧伤问题,基于氧化铝空心球造孔与高温钎焊技术,研制了多层磨粒有序排布的多孔立方氮化硼(Cubic Boron Nitride,简称CBN)砂轮,开展了高效磨削GH4169镍基高温合金试验研究,分析了缓进给磨削中工件表面突发性烧伤特征,并提出采用添加石墨导流块来抑制工件烧伤策略。研究结果表明:添加石墨块导流后,缓进深切磨削砂轮最大材料去除率可提高3倍以上。当切深为0.2mm时,高速磨削时砂轮最大材料去除率可达20mm3/(mm·s)。当材料去除率为2mm3/(mm·s)时,随着磨削速度增大,磨削温度先下降后上升,当vs=80m/s时磨削温度最低。越过临界速度100m/s,磨削温度则呈下降趋势。     

THERMAL STUDY ON THE GRINDING OF GRANITE WITH SUPERABRASIVE TOOLS

Diamondabrasivetoolsareextensivelyusedintheprocessingofstone ,frominitialsawingtofinalfinishing .Infact,abrasiveprocessingofgraniteandmarbleforconstructionisthemostimportantfactorintheconsumptionofindustrialdiamond .Duringgrinding ,diamondabrasivegritsonthewheelsurfaceinteractwiththeworkpieceanddothecutting .Theenergyexpendedbythegrindingprocesscanleadtoelevatedtemperaturesatthegrindingzone ,whichmaycausethermaldamagetotheworkpieceandpromotewheelwear.Accordinglyextensivepastresearchhasbeenconc…     

激光结构磨削在氮化硅陶瓷中的磨削行为

为提高氮化硅陶瓷的加工精度，用激光辅助复合加工技术在氮化硅表面烧蚀出4种具有相同表面积的结构化图案，然后用金刚石砂轮对氮化硅表面进行磨削，研究图案结构对磨削效果的影响，并分析砂轮转速、进给速率等参数对磨削力的影响。结果表明:激光烧蚀能够在氮化硅表面产生凹槽并降低表面氮化硅的强度，从而有利于磨削液进入并降低磨削力，最高降幅达63%。同时，金刚石砂轮磨损也有效降低。磨削结构化的氮化硅表面时，砂轮转速和进给速率对磨削力的影响规律同磨削普通氮化硅时的规律一致。      

新型多孔金属结合剂金刚石磨盘研制与磨削实验研究

针对引入孔隙结构后,多孔金属结合剂超硬磨具耐用度降低的问题,提出利用超硬磨料钎焊技术改善胎体对金刚石磨料的把持力,以提高工具寿命,并成功研制出一种新型多孔金属结合剂金刚石磨盘。测试分析了新型磨盘的节块性能,并通过磨削花岗岩安溪红635试验,对新型磨盘的磨削效果进行评价。实验结果表明:新型磨盘节块强度在100MPa左右,孔隙率为60%,孔隙在节块内部分布均匀,且金属结合剂与金刚石表面发生了牢固的化学冶金结合;磨削石材的表面粗糙度Ra0.77~1.59μm,磨盘的磨削比达到760。